細胞膜和流動鑲嵌模型

重點知識網(wǎng)絡(luò)細胞的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的邊界細胞膜功能脂質(zhì)、蛋白質(zhì)保護控制物質(zhì)交換信息交流系統(tǒng)的內(nèi)部環(huán)境細胞質(zhì)基質(zhì)系統(tǒng)的分工合作細胞器無膜核糖體中心體蛋白質(zhì)合成細胞分裂線粒體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)液泡光合作用蛋白質(zhì)加工、脂質(zhì)合成蛋白質(zhì)加工、包裝調(diào)節(jié)內(nèi)環(huán)境生物膜系統(tǒng)系統(tǒng)的控制中心細胞核結(jié)構(gòu)功能第3章細胞的基本結(jié)構(gòu)4/10/20241第5講細胞膜——系統(tǒng)的邊界生物膜的流動鑲嵌模型本考點主要考查幾個方面：1、細胞膜的物質(zhì)組成（蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和糖類）和結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)特點；2、細胞膜的功能、功能特點（特別是如何控制物質(zhì)的進出與控制細胞間的信息交流）；3、對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程；4、流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容；5、細胞膜的提取實驗（注意實驗的材料、實驗的注意事項）。4/10/20242一、提取細胞膜的實驗（P19體驗制備細胞膜的方法）（1）材料——哺乳動物的成熟紅細胞（2）優(yōu)點：無核膜和各種細胞器膜；無細胞壁，細胞易吸水漲破。（3）原理方法：滲透作用；放入清水中吸水漲破，離心分離提純。（4）注意:A、不能用雞的紅細胞,必須用哺乳動物的成熟紅細胞。B、實驗第2步用“引流法”滴加蒸餾水時全過程均必須在載物臺上進行，并持續(xù)觀察紅細胞的變化：凹陷消失，細胞體積增大，細胞破裂，內(nèi)容物流出。4/10/20243二、細胞膜的成分成分比例作用蛋白質(zhì)約40%細胞膜的功能主要由其上的蛋白質(zhì)行使脂質(zhì)約50%構(gòu)成細胞膜的重要成分糖類約10%與蛋白質(zhì)形成糖蛋白，有識別功能重點關(guān)注：（1）細胞膜的成分至少有4種（蛋白質(zhì)、磷脂、膽固醇和多糖），但主要成分只有2種：蛋白質(zhì)和磷脂分子。（2）不同細胞膜的成分種類相同,但各組分的含量不同,這與細胞的功能有關(guān),如功能越復(fù)雜的膜中,蛋白質(zhì)種類和數(shù)量越多。所以蛋白質(zhì)的種類及含量的多少是區(qū)分膜功能復(fù)雜程度的重要依據(jù)。4/10/20244(3)糖類在細胞膜中分布很少，并且與蛋白質(zhì)或脂質(zhì)結(jié)合成糖蛋白或糖脂，分布在膜的外表面，都與細胞識別作用有關(guān)。因此，根據(jù)糖蛋白或糖脂的分布，可以判斷細胞膜的內(nèi)外側(cè)。(4)脂質(zhì)和蛋白質(zhì)在膜上的分布是不對稱的。（5）細胞膜的組分并不是不可變的,如細胞癌變過程中,細胞膜組分發(fā)生變化,糖蛋白含量下降,產(chǎn)生甲胎蛋白(AFP)、癌胚抗原(CEA)等物質(zhì)。醫(yī)學(xué)上常以此可以作為細胞是否癌變的指標之一。（6）分析細胞膜成分的探究：4/10/20245細胞膜成分鑒定試劑(方法)結(jié)果磷脂①脂溶劑處理細胞膜被溶解②磷脂酶處理細胞膜被破壞③脂溶性物質(zhì)透過實驗脂溶性物質(zhì)優(yōu)先通過蛋白質(zhì)①雙縮脲試劑紫色②蛋白酶處理細胞膜被破壞4/10/20246三、細胞膜的結(jié)構(gòu)及特點1、細胞膜結(jié)構(gòu)的探究歷程時間實例(實驗)結(jié)論(假說)19世紀末脂溶性物質(zhì)更易通過細胞膜歐文頓認為膜是由______組成的20世紀初將膜分離提純，并進行化學(xué)分析膜的主要成分是____________1925年紅細胞膜中脂質(zhì)鋪展成單分子層后是紅細胞表面積的2倍細胞膜中的脂質(zhì)分子______________脂質(zhì)脂質(zhì)和蛋白質(zhì)排列為連續(xù)的兩層4/10/202471959年電鏡下細胞膜呈清晰的暗—亮—暗的三層結(jié)構(gòu)羅伯特森認為生物膜由__________________三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成1970年人鼠細胞雜交實驗細胞膜具有________1972年流動鑲嵌模型桑格和尼克森提出了生物膜的_________________蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)流動性流動鑲嵌模型注意：兩條暗帶的主要成分是蛋白質(zhì)；明帶的主要成分是磷脂，也有蛋白質(zhì)。4/10/20248糖被位置：位于細胞膜的_____表面成分：是一層由蛋白質(zhì)與多糖結(jié)合形成的_______功能：具有保護、潤滑和_________作用。外糖蛋白識別結(jié)構(gòu)特點：具有

一定的流動性原因：構(gòu)成細胞膜的________和_________大多數(shù)是可以流動的。磷脂分子蛋白質(zhì)分子2、生物膜的結(jié)構(gòu)——流動鑲嵌模型4/10/20249細胞膜的“流動性”的理解含義：構(gòu)成細胞膜的磷脂分子和蛋白質(zhì)分子大都是可以運動的。影響因素：溫度。在一定的范圍內(nèi)，隨溫度的升高，分子的運動加快，流動性增強。表現(xiàn)：細胞融合（植物體細胞雜交，動物細胞融合）、受精作用、變形蟲捕食和偽足的形成、胞吞與胞吐、分泌蛋白的產(chǎn)生和分泌過程、載體對相應(yīng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)運等意義：為細胞完成各種生命活動提供了基礎(chǔ)。4/10/202410提醒：①磷脂分子結(jié)構(gòu)如圖所示：②單層磷脂分子層水界面排列及攪拌后圖解如下：在水—空氣界面上展開后的表面積是細胞膜表面積的兩倍。

4/10/202411課堂練習(xí)1：下列關(guān)于細胞膜的敘述，不正確的是()A．細胞膜主要由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成B．不同功能的細胞，其細胞上蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量相同C．組成細胞膜的脂質(zhì)中，磷脂最豐富D．癌細胞的惡性增殖和轉(zhuǎn)移與癌細胞膜成分的改變有關(guān)[解析]

研究發(fā)現(xiàn)，細胞膜主要由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成；在組成細胞的脂質(zhì)中，磷脂最豐富；蛋白質(zhì)在細胞行使功能時起重要作用，功能越復(fù)雜的細胞膜，其蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多；癌細胞的惡性增殖和轉(zhuǎn)移與細胞膜成分的改變有關(guān)。B4/10/202412四、細胞膜的功能及功能特性1、功能：4/10/202413重點關(guān)注1：細胞間的信息交流①實行細胞間的信息交流的物質(zhì)主要是細胞膜上的糖蛋白。但細胞膜上的受體并非是細胞間信息交流所必需的，因為有的受體在細胞內(nèi)，比如性激素的受體在細胞內(nèi)。②動物細胞間的信息交流的方式主要有兩種：a．物質(zhì)傳遞：一些細胞如分泌細胞分泌一些物質(zhì)如激素，通過血液的傳遞運送到作用部位的細胞(靶細胞)，被靶細胞的細胞膜上的受體(成分為糖蛋白)識別，引起靶細胞生理反應(yīng)。4/10/202414b．接觸傳遞：相鄰兩個細胞的細胞膜直接接觸，通過糖蛋白識別，將信息從一細胞傳遞給另一細胞。③通道傳遞：植物細胞間的識別主要是通過植物細胞間的胞間連絲來實現(xiàn)的。4/10/202415課堂練習(xí)2：下列各種生理現(xiàn)象中，沒有涉及細胞間信息交流的是()A．精子和卵細胞相互接觸完成受精作用B．肝細胞表面的糖蛋白結(jié)合胰島素C．高等植物細胞之間通過胞間連絲相互連接D．興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)D[解析]

精子和卵細胞相互識別，進行融合完成受精作用。胰島素由胰島B細胞分泌，因此肝細胞表面的糖蛋白和胰島素結(jié)合屬于胰島B細胞和肝細胞之間的信息交流。胞間連絲是植物細胞之間信息交流的通道。興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)，是神經(jīng)纖維上鈉離子和鉀離子通道開放和關(guān)閉的結(jié)果，與其他細胞無關(guān)。4/10/202416課堂練習(xí)3：（2013天津卷）1.下列過程未體現(xiàn)生物膜信息傳遞功能的是（）A.蔗糖溶液使洋蔥表皮細胞發(fā)生質(zhì)壁分離B.抗原刺激引發(fā)記憶細胞增殖分化C.胰島素調(diào)節(jié)靶細胞對葡萄糖的攝取D.傳出神經(jīng)細胞興奮引起肌肉收縮A【解析】蔗糖溶液滲透壓較高，使洋蔥表皮細胞滲透失水發(fā)生質(zhì)壁分離，該過程不涉及信息傳遞；記憶細胞與抗原具有特異性識別作用，該過程與細胞膜上的糖蛋白有關(guān)；靶細胞膜表面的受體能與胰島素結(jié)合，從而使胰島素發(fā)揮作用；傳出神經(jīng)細胞興奮引起肌肉收縮的過程中有神經(jīng)遞質(zhì)與相應(yīng)受體的結(jié)合，B、C、D項均體現(xiàn)了生物膜的信息傳遞功能。4/10/202417重點關(guān)注2：細胞膜成分、結(jié)構(gòu)及功能的關(guān)系4/10/202418重點關(guān)注3：細胞膜的結(jié)構(gòu)特點和功能特性的區(qū)別和聯(lián)系細胞膜的結(jié)構(gòu)特點細胞膜的功能特性含義具有一定的流動性具有選擇透過性原理膜結(jié)構(gòu)分子的運動性，它包括膜磷脂分子的運動和膜蛋白的運動水分子可以自由通過，細胞要選擇吸收的離子和小分子也可以通過，而其他的離子、小分子和大分子則不能通過，這取決于膜上載體蛋白的種類和數(shù)量聯(lián)系

流動性是選擇透過性的基礎(chǔ)，因為只有細胞膜具有流動性，細胞才能完成其各項生理功能，才能表現(xiàn)出選擇透過性；相反，細胞膜失去了選擇透過性，也就意味著細胞已死亡4/10/202419課堂練習(xí)3：下列關(guān)于細胞膜的流動性和選擇透過性的敘述,不正確的是()A.流動性的基礎(chǔ)是組成細胞膜的磷脂分子和蛋白質(zhì)分子大多是流動的B.選擇透過性的基礎(chǔ)是細胞膜上的載體蛋白和磷脂分子具有特異性C.細胞的胞吞和胞吐體現(xiàn)了細胞膜的流動性D.鉀離子通過主動運輸?shù)男问竭M入細胞體現(xiàn)了細胞膜的選擇透過性B解析：細胞膜的選擇透過性的基礎(chǔ)是細胞膜上的載體蛋白具有特異性。磷脂分子沒有特異性。4/10/202420典例訓(xùn)練1.如圖表示細胞膜的亞顯微結(jié)構(gòu),下列敘述錯誤的是()A.細胞膜的基本骨架是②B.細胞膜的功能復(fù)雜程度主要與①有關(guān)C.②是靜止的,但①是運動的,所以細胞膜具有流動性D.CO2、H2O通過細胞膜的方式相同C4/10/2024212.(2013山東臨沂沂水高三模擬)如圖表示細胞膜功能結(jié)構(gòu)模式圖,據(jù)圖分析下列說法不正確的是()A.圖中功能①在生命起源過程中具有重要作用B.功能③表示的運輸方式有主動運輸、被動運輸和胞吞、胞吐C.激素調(diào)控生命活動與圖中功能④有關(guān)D.植物細胞通過胞間連絲進行相鄰的細胞間通訊B解析：③中有載體蛋白,運輸方式為主動運輸和被動運輸,沒有胞吞和胞吐,二者不屬于跨膜運輸;

4/10/202422典例訓(xùn)練3.如圖為細胞膜的液態(tài)流動鑲嵌模型示意圖,有關(guān)敘述錯誤的是()A.a指磷脂分子的尾部,具有疏水性B.c指磷脂分子的頭部,具有親水性C.糖蛋白在細胞膜的內(nèi)外側(cè)均有分布D.細胞膜的選擇透過性與b、d的種類和數(shù)量有關(guān)C4/10/2024234.(2014安徽“江南十?！甭?lián)考)下列有關(guān)生物膜的敘述不正確的是()A.原生質(zhì)體融合成雜合體細胞與生物膜的特點有關(guān)B.在葉綠體類囊體膜上能實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換C.細胞分化以后,其細胞膜的通透性不會改變D.細胞內(nèi)的ATP有的是在生物膜上合成的C【解析】原生質(zhì)體融合成雜合體細胞與細胞膜有一定的流動性有關(guān),A項正確。在葉綠體類囊體膜上有光能→電能→化學(xué)能的轉(zhuǎn)換,B項正確。細胞內(nèi)的ATP有的是在生物膜上合成的,比如線粒體內(nèi)膜上合成ATP,D項正確。細胞分化以后,形態(tài)、功能發(fā)生改變,其細胞膜的通透性也會隨之改變,C項不正確。4/10/202424題組演練·科學(xué)高效

題組一細胞膜的成分及功能1.(2013廣東六校第二次聯(lián)考)一種聚聯(lián)乙炔細胞膜識別器已問世,它是通過物理力把類似于細胞膜上具有分子識別功能的物質(zhì)鑲嵌到聚聯(lián)乙炔囊泡中,組裝成納米尺寸的生物傳感器。它在接觸到細菌、病毒時可以發(fā)生顏色變化,用以檢測細菌、病毒。這類被鑲嵌進去的物質(zhì)很可能含有()A.磷脂和蛋白質(zhì) B.多糖和蛋白質(zhì)C.膽固醇和多糖 D.膽固醇和蛋白質(zhì)B解析:細胞膜的主要組成成分包括磷脂和蛋白質(zhì),但細胞膜上具有識別作用的糖蛋白組成成分是糖類和蛋白質(zhì)。4/10/2024252.(2014上海奉賢區(qū)一模)蝴蝶將一株油菜的花粉帶到另一株油菜花的柱頭上后,即可發(fā)生花粉萌發(fā)、花粉管伸長、釋放精子、精卵融合等一系列生理反應(yīng);若將一株油菜的花粉帶到一朵桃花的柱頭上則不會發(fā)生這一系列反應(yīng)。該現(xiàn)象能很好地說明細胞膜()A.主要由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成B.可將細胞與外界環(huán)境分隔開C.控制物質(zhì)出入細胞的作用是相對的D.進行細胞間的信息交流解析:本題考查細胞膜的成分和功能,題意說明細胞膜具有識別的功能,即細胞膜有進行細胞間的信息交流的功能。D4/10/202426題組二體驗制備細胞膜的方法3.當把因失水皺縮的紅細胞置于清水中時,與植物細胞相比紅細胞復(fù)原后會因繼續(xù)吸水而漲破。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是()A.植物細胞的細胞膜比動物細胞堅韌B.植物細胞有液泡,紅細胞沒有C.植物細胞能對吸水進行調(diào)節(jié)D.植物細胞有細胞壁,紅細胞沒有解析:植物細胞有細胞壁保